微专题(电荷与电路)15-2 电压电流—2021届九年级物理中考复习专题讲义.pdfVIP

微专题 15-2 电压电流 知识·解读 一、电源 1、电源的作用 (1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动 (2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的 能转化为电能 2、形成电流的三种电荷 形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的 电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移 动的电荷有自由电子、正离子和负离子 3、注意：有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件： (1)电路中有电源 (2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来 二、电流 1、物理意义：表示电流强弱程度的物理量 2、符号及单位：电流用符号 I 表示，单位是安培，符号为 A 3、表达式：I＝q/t(q 是在时间 t 内通过导体某一横截面上的电荷量) 4、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向 5、电流的微观表达式 (1)电流的微观表达式：I＝nqSv。其中n 是导体每单位体积内的自由电荷数，q 是每 个自由电荷的电荷量，v 是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S 是导体的 横截面积 推导过程如下：如图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体 AD 上选取截面 B 和 C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为 n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间 t 内处于相距为vt 的两截面B、C 间的所有自由电荷将通过截面 qnSvt C。可得：I＝ ＝nqvS t (2)根据电流的微观表达式可以看出，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自 由电荷的电荷量、定向移动的速度，还与导体的横截面积有关 (3)由I＝nqSv 可以看出，同种导体横截面积越大的位置，电荷定向移动的速率越小 注意：若已知单位长度的自由电荷数为 n，则电流的微观表达式为 I＝vnq 5、理解电流的三个注意点 q (1)公式 I＝ 中，q 是通过横截面的电荷量，而不是通过单位横截面积的电荷量 t (2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过 导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和 (3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关 6、三种速率的区别 三种速率 电子定向移动的速 电子热运动的速率 电流传导的速率 比较内容　　 率 构成导体的电子在不 等于光速，闭合开关的瞬 电流就是由电荷的 停地做无规则热运 间，电路中各处以真空 定向移动形成， 动，由于热运动向 中光速c 建立恒定电 电流I＝neSv， 各个方向运动的机 场，在恒定电场的作用 物理意义 其中 v 就是电子 会相等，故不能形 下，电路中各处的自由 定向移动的速 成电流，常温下电 电子几乎同时开始定向 率，一般为 1